JP5232693B2 - 試験用電池ホルダ - Google Patents

Description

この発明は、電気二重層キャパシタ等の電池の充放電試験の際に用いる電池ホルダに関する。

電気二重層キャパシタおよび電池等は、円筒形のものもあるが、扁平形（角形）およびラミネート形など独特の形状を持っているものがある。偏平形（角形）は、電極板とセパレータを交互に重ね合わせ、偏平形（角形）のアルミケースに収納して密封したものである。ラミネート形は積層数を少なくして、アルミラミネートフィルムで密封したもので、薄型形状になっている。これら扁平形（角形）およびラミネート形キャパシタは、薄板を細長く形成した一対の電極タブを有している。これら一対の電極タブは、電池本体の一辺から２本平行に延びているもの（平行形）が普通であるが、大型のものでは電池本体の対向する２辺から一本ずつ反対方向に伸びているもの（アキシャル形）もある。

このような薄型形状の電極タブを持つものでは、充放電等の性能試験を行う場合、従来、電極タブをワニ口クリップで咥えて試験装置に接続していた。しかしこの方法は、電極タブの間隔の大小に拘わらずテストができて便利であるが、クリップが外れやすく、また、電極タブの表面が傷ついたり、折れ曲がってしまうなどの問題があった。

そこで、従来、特許文献１に示すように、平行形の電極タブを、開閉自在な一対の顎の間に咥えるようにしたものが知られている。しかし、アキシャル形の電池では、両方の電極タブを電極でしっかりと咥えてしまうと、充放電中の温度変動によって電池本体が収縮したような場合、電池にストレスを与えて電池の液漏れなどを招くことがある。また、電極タブが反っていて、電池を含む平面から逸脱していることがあり、このような電極タブを電池にストレスを与えずにしっかり咥えることは容易でない。

特開２００２-３４３３１８号公報

この発明は、電気二重層キャパシタ式などの電池の薄板状の電極タブを、確実に、しかも電池本体にストレスを与えないよう咥えることができる試験用電池ホルダを提供することを課題とする。

この発明は、板状電池の両サイドから互いに反対方向に延びる、薄板を細長く形成した左右一対の電極タブを咥えるための試験用電池ホルダに関し、それぞれが開閉自在に枢支された上顎と下顎からなる左右一対の顎体と、該顎体の上下各顎に取り付けられた接触ピン装置を有して成り、該接触ピン装置は、該顎体を閉じたときに、該電極タブを挟み込むための押圧板を先端に有する接触ピンと、該接触ピンを該顎体に支持するための支持板と、該支持板に明けられた穴に通した該接触ピンの後端に取り付けた、抜け止め用のストッパと、該支持板と該押圧板の間に縮設したコイルスプリングからなり、該支持板にあけられた該穴は、該接触ピンの軸体の直径より大きく構成されている。したがって、モーメントを受けたとき、接触ピンが支持板に対しいずれの方向にも傾くことができる。たとえば、電池の電極タブが反っていても、接触ピンがその反りに合わせて傾き、電極タブを接触ピンの先端にある押圧板でしっかり咥えることができる。さらには、温度変化で電池が収縮したような場合、電極タブを咥えている上下の接触ピンが傾くことにより、電極タブを無理に引っ張ることがなく、電池に過大なストレスを与えない。

接触ピン装置のストッパは、好ましくは円錐状に形成し、先端側を押圧板の方向に向けて設ける。このように構成すると、スプリングの力で円錐ストッパが支持板の穴の中に押しやられ、接触ピンの軸線が支持板の穴の中心線上に来るので、正しい姿勢で電極タブを挟持することができる。

試験用電池ホルダの斜視図であり、２つの顎体の一方は閉じ、他方は開いた状態を示す。 顎体の縦断面図である。 上顎に取り付けられた接触ピン装置の断面図である。 上下の接触ピン装置で電極タブを挟み込んでいる状態を示す。 電極タブが反っている場合に、上下の接触ピン装置で電極タブを挟み込んでいる状態を示す。 他の実施例を示す接触ピン装置の断面図である。

この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この試験用電池ホルダは、基台１の上に左右一対の顎体２を有し、顎体のそれぞれは接触ピン装置を備えている。電気二重層キャパシタなどの測定しようとする電池４は左右の顎体２の間に設けた電池台５の上に置き、電池の両サイドから互いに反対方向に延びる左右の電極タブ４ａの各々を、顎体の接触ピン装置３で挟持して充放電特性の測定を行うようになっている。なお、測定中の電池の温度はサーミスタ（図示しない。）で計測する。

図２にも示すように、左右の顎体２の各々は、いずれも樹脂製の細長い板から成る上顎１０ａと下顎１０ｂからなり、これらが蝶番１１を介して開閉自在に枢支されている。下顎１０ｂは基台１に水平固定されている。前記蝶番１１にはスプリング１１ａが組み込んであり、その働きで上顎１０ａは普段、垂直に開いた状態に付勢される。顎体２を閉じた状態に保持するために、上１０ａ顎の先に、蝶番１２を介してフック１３が取り付けてある。蝶番１２にはスプリング１４が組み込んであり、その働きでフック１３が内向きに付勢されている。上顎１０ａを下顎１０ｂに押しつけると、フック１３は、下顎１０ｂの先端に形成されている傾斜部１５を乗り越えて下顎の下面に係合し、顎体を閉じた状態に保持する。他方、この状態からフック１３を外してやると、蝶番１１に組み込んであるスプリング１１ａの力で顎体２が開く。

次に顎体２に取り付けられる接触ピン装置３について説明すると、図３に示すように、該装置は、接触ピン２０、圧縮ばね２１および支持板２２から構成される。接触ピン２０は黄銅等の金属で作られており、円盤状の押圧部２０ａと、その押圧部の中心から一体に延びる軸体２０ｂからなっており、軸体２０ｂには一端から同軸のねじ穴２３があけてある。支持板２２は金属等でできており、中心に穴２２ａが開いている。この穴２２ａの直径は、後でも詳しく述べるが、接触ピンの軸体２０ｂの直径より大きくしてある。

この接触ピンの軸体２０ｂに圧縮コイルばね２１を通し、ばねを押し縮めるようにして、支持板の穴２２ａに通し、抜け止めのストッパ（ワッシャー）２４を嵌めてから、軸端のねじ穴２３にビス２５を螺合して締め付ける。なお、ビス２５の頭とストッパ２４の間には、電線２６に繋がるラグピース２７およびスプリングワッシャー２８を入れてビス２５によって同時に締め付ける。
このようにして構成される接触ピン装置３を顎体２に取り付けるために、上顎１０ａと下顎１０ｂのそれぞれ中央部に穴３０を形成しておき、その穴から接触ピン２０が顎１０ａ、１０ｂの内側に突出するように、接触ピン２０の支持板２２を上下の顎１０ａ、１０ｂにねじ止めする（図１）。

この装置を使用するときは、図１に示すように、試験をすべき電池４を電池台５の上に載せ、電池の両サイドからそれぞれ外側に突出する電極タブ４ａを、左右の顎体２のそれぞれの下顎１０ｂの接触ピン２０の上に置く。次いで、図２に示すように、左右の顎体のそれぞれの上顎１０ａを閉じてフック１３を掛ける。こうすると、図４に示すように、圧縮ばね２１が収縮して電極タブ４ａを上下の接触ピン２０で挟持する。この状態で、各接触ピン２０から延びる電線２６を介して電池の充放電試験を行う。

なお、上下の顎１０ａ、１０ｂにそれぞれ設けられている接触ピン２０は、一方を充放電電流を流す電流端子として使用し、他方の接触ピンは電圧を計測するための電圧端子として利用する。こうすれば、電圧端子側には大きな電流が流れないので、たとえ接触抵抗があっても、大きな電圧効果が起こらず、正確な電圧測定ができる。

次に接触ピンの働きを説明する。前述のように、接触ピン２０が通っている支持板２２の穴２２ａは、接触ピン２０の軸体２０ｂの直径より大きく形成してあるが、圧縮ばね２１で付勢されているので、図４に示すように、接触ピン２２は普段、傾くことなく支持板２２および顎１０ａ、１０ｂに対しては垂直な姿勢を保つ。したがって、電池４から水平に延びている電極タブ４ａを、そのまま、水平の状態で挟み込むことができる。

電極タブ４ａが電池から水平に延びないで、図５に示すように上下いずれかの方向に傾いた状態で延びている場合では、この傾いた電極タブを上下の接触ピン２０で咥えようとすると、押圧部の一周辺部がまず電極タブに当たるので、押圧ピン２０は自ら傾いて、押圧部２０ａの全面が電極タブに密着するような姿勢をとる。このため、図５に示すように、上下の接触ピンの押圧部２０ａはその全面で電極タブ４ａをしっかりと咥えることができ、接触抵抗を小さく保つことができる。また、このように、このように、傾いている電極タブを、そのままの状態で挟持するので、電極タブの付け根には無理な力が生じない。

このように、接触ピンが通っている支持板中央の穴を接触ピンの軸体の直径より大きく形成するだけで、傾いている電極タブもうまく咥えることができるのであるが、反面、使用中、接触ピンが支持板の穴の中心線から偏倚してしまって、接触ピンがスムースに動かなくなることがある。この問題を解決するために、図３の抜け止めストッパ２４を、図６のように円錐体状のストッパ３１に代えることができる。円錐ストッパは、支持板２２の穴２２ａの中を通り抜けできない大きさを有し、先端側（小径側）を軸体２０ｂに向けて取り付ける。この円錐ストッパは、圧縮ばね２１の力で支持板２２の穴２２ａの中に引き込まれるので、円錐ストッパ共々、接触ピン２０はいつも穴の中心に自動復帰することができる。

２ 顎体
３ 接触ピン装置
４ 電池
４ａ 電極タブ
１０ａ 上顎
１０ｂ 下顎
２０ 接触ピン
２０ａ 押圧部
２０ｂ 軸体
２１ 圧縮ばね
２２ 支持板
２２ａ 穴
２４ 抜け止めストッパ
３１ 円錐状ストッパ

Claims (5)

1. 板状電池の両サイドから互いに反対方向に延びる、薄板を細長く形成した左右一対の電極タブを咥えるための試験用電池ホルダであって、
   それぞれが開閉自在に枢支された上顎と下顎からなる左右一対の顎体と、該顎体の上下各顎に取り付けられた接触ピン装置を有して成り、
   該接触ピン装置は、該顎体を閉じたときに、該電極タブを挟み込むための押圧板を先端に有する接触ピンと、該接触ピンを該顎体に支持するための支持板と、該支持板に明けられた穴に通した該接触ピンの後端に取り付けた、抜け止め用のストッパと、該支持板と該押圧板の間に縮設したコイルスプリングからなり、該支持板にあけられた該穴は、該接触ピンの軸体の直径より大きく、該接触ピンがモーメントを受けたとき、該接触ピンが傾くよう構成された試験用電池ホルダ。
2. 該ストッパが、該支持板の穴の中を通り抜けられない大きさの円錐体状に形成されており、その先端側を該押圧板の方向に向けて該軸体の同軸上に設けられている請求項１に記載の試験用電池ホルダ。
3. 各顎体が上下の顎を開いた状態に付勢するスプリングを備えている請求項１に記載の試験用電池ホルダ。
4. 各顎体が上下の顎を閉じた状態に保持する止め具を備えている請求項１に記載の試験用電池ホルダ。
5. 左右の顎体の間に位置するように、該基台上に、該電池を載せるための電池台を設けた請求項１に記載の試験用電池ホルダ。

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